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KR101661361B1 - Composite substrate, and elastic surface wave filter and resonator using the same - Google Patents

Composite substrate, and elastic surface wave filter and resonator using the same Download PDF

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Publication number
KR101661361B1
KR101661361B1 KR1020100032709A KR20100032709A KR101661361B1 KR 101661361 B1 KR101661361 B1 KR 101661361B1 KR 1020100032709 A KR1020100032709 A KR 1020100032709A KR 20100032709 A KR20100032709 A KR 20100032709A KR 101661361 B1 KR101661361 B1 KR 101661361B1
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KR
South Korea
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substrate
composite
piezoelectric substrate
piezoelectric
acoustic wave
Prior art date
Application number
KR1020100032709A
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Korean (ko)
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Inventor
겐지 스즈키
Original Assignee
엔지케이 인슐레이터 엘티디
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Publication date
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Application filed by 엔지케이 인슐레이터 엘티디 filed Critical 엔지케이 인슐레이터 엘티디
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Abstract

본 발명은 탄성파 디바이스에 이용되는 복합 기판으로서, 내열성이 우수한 것을 제공하는 것을 과제로 한다.
복합 기판(10)은 탄성파를 전파시킬 수 있는 탄탈산리튬(LT)으로 이루어지는 압전 기판(12)과, 방위 (111)면에서 압전 기판(12)에 접합된 실리콘으로 이루어지는 지지 기판(14)과, 양 기판(12, 14)을 접합하는 접착층(16)을 구비한다. Disclosed is a composite substrate for use in an acoustic wave device, which has excellent heat resistance.
The composite substrate 10 includes a piezoelectric substrate 12 made of lithium tantalate (LT) capable of propagating an elastic wave, a support substrate 14 made of silicon bonded to the piezoelectric substrate 12 on the orientation (111) And an adhesive layer 16 for bonding the substrates 12 and 14 to each other.

Description

복합 기판, 및 그것을 이용한 탄성 표면파 필터와 탄성 표면파 공진기{COMPOSITE SUBSTRATE, AND ELASTIC SURFACE WAVE FILTER AND RESONATOR USING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a composite substrate, a surface acoustic wave filter using the composite substrate, and a surface acoustic wave resonator using the same.

본 발명은 복합 기판 및 그것을 이용한 탄성파 디바이스에 관한 것이다. The present invention relates to a composite substrate and an elastic wave device using the same.

종래부터, 휴대 전화 등에 사용되는 필터 소자나 발진자로서 기능시킬 수 있는 탄성 표면파 디바이스나, 압전 박막을 이용한 램파(Lamb wave) 소자나 박막 공진기(FBAR: Film Bulk Acoustic Resonator) 등의 탄성파 디바이스가 알려져 있다. 이러한 탄성 표면파 디바이스로서는, 지지 기판과, 탄성 표면파를 전파시키는 압전 기판을 접합하고, 그 압전 기판의 표면에 탄성 표면파를 여진시킬 수 있는 빗살형 전극을 설치한 것이 알려져 있다. 이와 같이 압전 기판보다 열팽창 계수가 작은 지지 기판을 압전 기판에 부착함으로써, 온도가 변화했을 때의 압전 기판의 크기 변화를 억제하여, 탄성 표면파 디바이스로서의 주파수 특성의 변화를 억제한다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 압전 기판인 LT 기판(LT는 탄탈산리튬의 약칭)과 지지 기판인 실리콘 기판을 에폭시 접착제로 이루어지는 접착층으로 접합한 구조의 탄성 표면파 디바이스가 제안되어 있다. 이러한 탄성 표면파 디바이스는 금볼을 통해 플립 칩 본딩에 의해 세라믹 기판에 탑재된 후 수지로 봉입되고, 그 세라믹 기판의 이면에 설치된 전극은 무납 땜납(lead-free solder)을 통해 프린트 배선 기판에 실장된다. 또한, 이러한 탄성 표면파 디바이스는 금볼 대신에 무납 땜납으로 이루어지는 볼을 통해 세라믹 기판에 실장되는 경우도 있다. 이 경우도, 실장 시에는 무납 땜납을 리플로우 공정에서 용융·재응고시킨다. BACKGROUND ART [0002] Conventionally, a surface acoustic wave device capable of functioning as a filter element or a vibrator used in a cellular phone or the like, a lamb wave element using a piezoelectric thin film, and a elastic wave device such as a thin film resonator (FBAR: Film Bulk Acoustic Resonator) . It is known that such a surface acoustic wave device is provided with a comb-like electrode capable of bonding a support substrate and a piezoelectric substrate for propagating a surface acoustic wave and exciting a surface acoustic wave on the surface of the piezoelectric substrate. By attaching the supporting substrate having a thermal expansion coefficient smaller than that of the piezoelectric substrate to the piezoelectric substrate in this way, the change in the size of the piezoelectric substrate when the temperature changes is suppressed, and the change in the frequency characteristic as the surface acoustic wave device is suppressed. For example, Patent Document 1 proposes a surface acoustic wave device having a structure in which a LT substrate, which is a piezoelectric substrate (LT is abbreviated as lithium tantalate), and a silicon substrate, which is a supporting substrate, are bonded with an adhesive layer made of an epoxy adhesive. Such a surface acoustic wave device is mounted on a ceramic substrate by flip-chip bonding through a gold ball, then sealed with a resin, and an electrode provided on the back surface of the ceramic substrate is mounted on a printed wiring board through a lead-free solder. In addition, such a surface acoustic wave device may be mounted on a ceramic substrate through a ball made of a lead-free solder instead of a gold ball. In this case also, the solder is melted and re-solidified in the reflow process at the time of mounting.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-150931호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2007-150931

그러나, 종래의 탄성 표면파 디바이스에서는, 리플로우 공정 종료 후에 소자의 균열이 발생하는 경우가 있어, 생산 시의 수율이 나쁘다는 문제가 있었다. 이러한 문제가 발생하는 원인은, 압전 기판과 지지 기판의 열팽창 계수차가 커서, 리플로우 공정의 온도(260℃ 정도)에 견딜 수 없었다고 생각된다.However, in the conventional surface acoustic wave device, after the reflow process is completed, cracks may occur in the device, resulting in a problem that the yield at the time of production is poor. The reason why such a problem occurs is that the difference in thermal expansion coefficient between the piezoelectric substrate and the support substrate is large and it can not withstand the temperature (about 260 deg. C) of the reflow process.

본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 탄성파 디바이스에 이용되는 복합 기판으로서, 내열성이 우수한 것을 제공하는 것을 주목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to provide a composite substrate for use in an acoustic wave device having excellent heat resistance.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해서 이하의 수단을 채용하였다. The present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned object.

본 발명의 복합 기판은,In the composite substrate of the present invention,

탄성파를 전파시킬 수 있는 압전 기판과,A piezoelectric substrate capable of propagating an elastic wave,

방위 (111)면에서 상기 압전 기판의 이면에 유기 접착층을 통해 접합되고, 그 압전 기판보다 열팽창 계수가 작은 실리콘제의 지지 기판Made of silicon and having a coefficient of thermal expansion lower than that of the piezoelectric substrate by an organic adhesive layer on the back surface of the piezoelectric substrate on the orientation (111)

을 구비한 것이다.Respectively.

본 발명의 복합 기판에 따르면, 압전 기판과, 이 압전 기판보다 열팽창 계수가 작은 실리콘제의 지지 기판이 유기 접착층을 통해 접합되기 때문에, 압전 기판의 주파수 온도 특성의 변동을 유효하게 억제할 수 있다. 또한, 지지 기판이 방위 (100)면이나 방위 (110)면에서 압전 기판에 접합된 것과 비교해서 내열성이 높아져, 예컨대 이 복합 기판을 이용하여 제작한 탄성 표면파 디바이스를 실장 기판에 실장할 때에 리플로우 공정을 채용한다고 해도, 리플로우 시의 온도 조건(260℃ 정도) 때문에 탄성 표면파 디바이스에 균열이 발생하는 것을 유효하게 억제할 수 있다. 이와 같이 내열성이 높아지는 이유는, 지지 기판이 방위 (111)면에서 압전 기판에 접합되기 때문에, 열이 가해졌을 때의 열응력이 XYZ축 방향으로 3등분되어, 하나의 분력이 작아짐에 의한 것이라고 생각된다. 이에 비해, 지지 기판이 방위 (100)면이나 방위 (110)면에서 압전 기판에 접합되는 경우에는, 열응력이 X축 방향으로만 가해지거나 XY축 방향으로 2등분되어 가해지기 때문에, 하나의 분력이 커져, 내열성이 높아지지 않는다고 생각된다. According to the composite substrate of the present invention, since the piezoelectric substrate and the silicon support substrate having a thermal expansion coefficient smaller than that of the piezoelectric substrate are bonded to each other through the organic adhesive layer, fluctuations in the frequency temperature characteristics of the piezoelectric substrate can be effectively suppressed. Further, the heat resistance of the support substrate is higher than that of the support substrate bonded to the piezoelectric substrate at the orientation (100) plane or the orientation (110) plane. For example, when the surface acoustic wave device fabricated using the composite substrate is mounted on the mounting substrate, It is possible to effectively suppress the generation of cracks in the surface acoustic wave device due to the temperature condition (about 260 deg. C) at the time of reflow. The reason why the heat resistance is increased as described above is that the supporting substrate is bonded to the piezoelectric substrate at the orientation (111) plane, so that the thermal stress when the heat is applied is divided into three in the X, Y and Z axis directions, do. In contrast, when the supporting substrate is bonded to the piezoelectric substrate at the orientation (100) plane or the orientation (110) plane, the thermal stress is applied only in the X axis direction or bisected in the XY axis direction, And the heat resistance is not increased.

도 1은 실시예 1의 복합 기판(10)의 사시도이다.
도 2는 실시예 1의 복합 기판(10)의 제조 공정을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 3은 실시예 1의 복합 기판(10)을 이용하여 제작한 탄성 표면파 디바이스(30)의 사시도이다.
도 4는 탄성 표면파 디바이스(30)를 세라믹 기판(40)에 탑재하여 수지로 봉입하고, 프린트 배선 기판(60)에 실장한 양태를 도시하는 단면도이다.
도 5는 램파 소자(70)의 단면도이다.
도 6은 램파 소자의 복합 기판(80)의 단면도이다.
도 7은 박막 공진기(90)의 단면도이다.
도 8은 박막 공진기(100)의 단면도이다.
도 9는 박막 공진기(100)의 복합 기판(110)의 단면도이다.Fig. 1 is a perspective view of a composite substrate 10 of Embodiment 1. Fig.
2 is an explanatory view schematically showing a manufacturing process of the composite substrate 10 of the first embodiment.
3 is a perspective view of a surface acoustic wave device 30 manufactured using the composite substrate 10 of the first embodiment.
4 is a cross-sectional view showing an embodiment in which the surface acoustic wave device 30 is mounted on the ceramic substrate 40, sealed with a resin, and mounted on the printed wiring board 60.
5 is a cross-sectional view of the Lamb wave element 70. FIG.
6 is a cross-sectional view of the composite substrate 80 of the Lamb wave element.
7 is a cross-sectional view of the thin film resonator 90. Fig.
8 is a cross-sectional view of the thin film resonator 100. FIG.
9 is a sectional view of the composite substrate 110 of the thin film resonator 100. FIG.

본 발명의 복합 기판은 탄성파를 전파시킬 수 있는 압전 기판과, 방위 (111)면에서 상기 압전 기판의 이면에 유기 접착층을 통해 접합되고, 그 압전 기판보다 열팽창 계수가 작은 실리콘제의 지지 기판을 구비한 것이며, 탄성파 디바이스에 이용되는 것이다. The composite substrate of the present invention comprises a piezoelectric substrate capable of propagating an elastic wave and a silicon support substrate bonded to the back surface of the piezoelectric substrate through the organic adhesive layer in the orientation (111) plane and having a thermal expansion coefficient smaller than that of the piezoelectric substrate And is used for an elastic wave device.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 압전 기판과 지지 기판의 열팽창 계수차는 10 ppm/K 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 양자의 열팽창 계수차가 크기 때문에 가열 시에 균열이 발생하기 쉬워, 본 발명을 적용하는 의의가 높기 때문이다.In the composite substrate of the present invention, the difference in thermal expansion coefficient between the piezoelectric substrate and the support substrate is preferably 10 ppm / K or more. In this case, cracks tend to occur at the time of heating because of a large difference in thermal expansion coefficient between them, and the reason for applying the present invention is high.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 압전 기판은 탄탈산리튬(LT), 니오브산리튬(LN), 니오브산리튬-탄탈산리튬 고용체 단결정, 수정 또는 붕산리튬인 것이 바람직하고, 이 중, LT 또는 LN인 것이 보다 바람직하다. LT나 LN은 탄성 표면파의 전파 속도가 빠르고, 전기기계 결합 계수가 크기 때문에, 고주파수이며 광대역 주파수용의 탄성 표면파 디바이스로서 적합하기 때문이다. 또한, 압전 기판의 주요면의 법선 방향은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 압전 기판이 LT로 이루어질 때에는, 탄성 표면파의 전파 방향인 X축을 중심으로, Y축으로부터 Z축으로 36°∼47°(예컨대 42°) 회전한 방향의 것을 이용하는 것이 전파 손실이 작기 때문에 바람직하고, 압전 기판이 LN으로 이루어질 때에는, 탄성 표면파의 전파 방향인 X축을 중심으로, Y축으로부터 Z축으로 60 °∼68°(예컨대 64°) 회전한 방향의 것을 이용하는 것이 전파 손실이 작기 때문에 바람직하다. 또한, 압전 기판의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 직경 50 ㎜∼150 ㎜, 두께 0.2 ㎛∼60 ㎛이다.In the composite substrate of the present invention, it is preferable that the piezoelectric substrate is lithium tantalate (LT), lithium niobate (LN), lithium niobate lithium-tantalate solid solution single crystal, quartz or lithium borate and LT or LN Is more preferable. This is because LT and LN have a high propagation speed of surface acoustic waves and a large electromechanical coupling coefficient, and therefore are suitable as a surface acoustic wave device for a high frequency and for a broadband frequency. For example, when the piezoelectric substrate is made of LT, the direction normal to the main surface of the piezoelectric substrate is not limited. For example, when the piezoelectric substrate is made of LT, the surface direction of the surface acoustic wave is 36 degrees to 47 degrees When the piezoelectric substrate is made of LN, it is preferable to use a piezoelectric substrate having an angle of 60 占 to 68 占 (for example, 64 占 from the Y axis to a Z axis around the X axis which is the propagation direction of the surface acoustic wave) °) in the direction of rotation is preferable because the propagation loss is small. The size of the piezoelectric substrate is not particularly limited, but is, for example, 50 mm to 150 mm in diameter and 0.2 to 60 mm in thickness.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 지지 기판은 실리콘제이다. 실리콘은 반도체 디바이스 제작용으로서 가장 실용화된 재료이기 때문에, 이 복합 기판을 이용하여 제작한 탄성 표면파 디바이스와 반도체 디바이스는 복합화하기 용이하다. 또한, 지지 기판의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 직경 50 ㎜∼150 ㎜, 두께 100 ㎛∼500 ㎛이다. 또한, 지지 기판의 열팽창 계수는 압전 기판의 열팽창 계수가 13 ppm/K∼20 ppm/K인 경우에는, 2 ppm/K∼7 ppm/K의 것을 이용하는 것이 바람직하다.In the composite substrate of the present invention, the supporting substrate is made of silicon. Since silicon is the most practical material for semiconductor device fabrication, the surface acoustic wave device and the semiconductor device fabricated using this composite substrate can be easily combined. The size of the supporting substrate is not particularly limited, but is, for example, 50 mm to 150 mm in diameter and 100 to 500 占 퐉 in thickness. The thermal expansion coefficient of the support substrate is preferably 2 ppm / K to 7 ppm / K when the thermal expansion coefficient of the piezoelectric substrate is 13 ppm / K to 20 ppm / K.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 압전 기판과 지지 기판은 유기 접착층을 통해 간접적으로 접합된다. 양 기판을 유기 접착층을 통해 간접적으로 접합하는 방법으로서 이하의 방법을 예시한다. 즉, 먼저, 양 기판의 접합면을 세정하여, 그 접합면에 부착되어 있는 불순물을 제거한다. 다음으로, 양 기판의 접합면 중 적어도 한쪽에 유기 접착제를 균일하게 도포한다. 그 후, 양 기판을 접합하고, 유기 접착제가 열경화성 수지인 경우에는 가열하여 경화시키고, 유기 접착제가 광경화성 수지인 경우에는 광을 조사하여 경화시킨다.In the composite substrate of the present invention, the piezoelectric substrate and the supporting substrate are indirectly bonded through the organic adhesive layer. The following method is exemplified as a method of indirectly bonding both substrates through the organic adhesive layer. That is, first, the bonding surfaces of both substrates are cleaned to remove impurities attached to the bonding surfaces. Next, an organic adhesive is uniformly applied to at least one of the bonding surfaces of the both substrates. Thereafter, both substrates are bonded to each other. When the organic adhesive is a thermosetting resin, it is cured by heating. When the organic adhesive is a photo-curing resin, light is irradiated and cured.

본 발명의 복합 기판은 탄성파 디바이스에 이용되는 것이다. 탄성파 디바이스로서는, 탄성 표면파 디바이스나 램파 소자, 박막 공진기(FBAR) 등이 알려져 있다. 예컨대, 탄성 표면파 디바이스는, 압전 기판의 표면에, 탄성 표면파를 여진시키는 입력측의 IDT(Interdigital Transducer) 전극(빗살형 전극, 블라인드형 전극이라고도 함)과, 탄성 표면파를 수신하는 출력측의 IDT 전극을 설치한 것이다. 입력측의 IDT 전극에 고주파 신호를 인가하면, 전극 사이에 전계가 발생하고, 탄성 표면파가 여진되어 압전 기판 상을 전파해 간다. 그리고, 전파 방향에 설치된 출력측의 IDT 전극으로부터, 전파된 탄성 표면파를 전기 신호로서 추출할 수 있다. 이러한 탄성 표면파 디바이스를 예컨대 프린트 배선 기판에 실장할 때에는 리플로우 공정이 채용된다. 이 리플로우 공정에서, 무납 땜납을 이용한 경우, 탄성 표면파 디바이스는 260℃ 정도에서 가열되지만, 본 발명의 복합 기판을 이용한 탄성 표면파 디바이스는 내열성이 우수하기 때문에 압전 기판이나 지지 기판의 균열의 발생이 억제된다.The composite substrate of the present invention is used in an acoustic wave device. As the elastic wave device, a surface acoustic wave device, a lamb wave device, a thin film resonator (FBAR), and the like are known. For example, in a surface acoustic wave device, an IDT (Interdigital Transducer) electrode (an interdigital transducer electrode, also referred to as a blind electrode) on the input side for exciting a surface acoustic wave and an IDT electrode on the output side for receiving a surface acoustic wave It is. When a high frequency signal is applied to the IDT electrode on the input side, an electric field is generated between the electrodes, and the surface acoustic wave is excited and propagated on the piezoelectric substrate. Then, the propagated surface acoustic wave can be extracted as an electric signal from the IDT electrode on the output side provided in the propagation direction. When such a surface acoustic wave device is mounted on, for example, a printed wiring board, a reflow process is employed. In this reflow process, when a lead-free solder is used, the surface acoustic wave device is heated at about 260 DEG C, but since the surface acoustic wave device using the composite substrate of the present invention has excellent heat resistance, cracks in the piezoelectric substrate and the support substrate are suppressed do.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 압전 기판은 이면에 금속막을 가질 수 있다. 금속막은, 탄성파 디바이스로서 램파 소자를 제조했을 때에, 압전 기판의 이면 근방의 전기기계 결합 계수를 크게 하는 역할을 수행한다. 이 경우, 램파 소자는, 압전 기판의 표면에 빗살형 전극이 형성되고, 지지 기판에 형성된 캐비티에 의해 압전 기판의 금속막이 노출된 구조가 된다. 이러한 금속막의 재질로서는, 예컨대 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 금 등을 들 수 있다. 또, 램파 소자를 제조하는 경우, 이면에 금속막을 갖지 않는 압전 기판을 구비한 복합 기판을 이용할 수도 있다.In the composite substrate of the present invention, the piezoelectric substrate may have a metal film on the back surface. The metal film plays a role of increasing the electromechanical coupling coefficient near the back surface of the piezoelectric substrate when a lamb wave device is manufactured as an elastic wave device. In this case, the lamb wave device has a structure in which a comb-like electrode is formed on the surface of the piezoelectric substrate, and a metal film of the piezoelectric substrate is exposed by a cavity formed on the support substrate. Examples of the material of such a metal film include aluminum, an aluminum alloy, copper, and gold. In the case of manufacturing a lamb wave device, a composite substrate having a piezoelectric substrate having no metal film on its back surface may also be used.

본 발명의 복합 기판에 있어서, 압전 기판은, 이면에 금속막과 절연막을 가질 수 있다. 금속막은 탄성파 디바이스로서 박막 공진기를 제조했을 때에, 전극의 역할을 한다. 이 경우, 박막 공진기는 압전 기판의 표리면에 전극이 형성되고, 절연막을 캐비티로 함으로써 압전 기판의 금속막이 노출된 구조가 된다. 이러한 금속막의 재질로서는, 예컨대 몰리브덴, 루테늄, 텅스텐, 크롬, 알루미늄 등을 들 수 있다. 또한, 절연막의 재질로서는, 예컨대 이산화규소, 인실리카글래스, 붕소인실리카글래스 등을 들 수 있다.In the composite substrate of the present invention, the piezoelectric substrate may have a metal film and an insulating film on the back surface. The metal film serves as an electrode when the thin film resonator is manufactured as an elastic wave device. In this case, in the thin film resonator, electrodes are formed on the top and bottom surfaces of the piezoelectric substrate, and the metal film of the piezoelectric substrate is exposed by making the insulating film a cavity. Examples of the material of such a metal film include molybdenum, ruthenium, tungsten, chromium, and aluminum. Examples of the material of the insulating film include silicon dioxide, phosphorus glass, and boron-containing silica glass.

본 발명의 복합 기판의 압전 기판 및 지지 기판에 이용되는 대표적인 재질의 열팽창 계수를 표 1에 나타낸다.Table 1 shows the thermal expansion coefficients of typical materials used for the piezoelectric substrate and the support substrate of the composite substrate of the present invention.

Figure 112010022762419-pat00001
Figure 112010022762419-pat00001

<실시예><Examples>

[실시예 1][Example 1]

도 1은 본 실시예의 복합 기판(10)의 사시도이다. 이 복합 기판(10)은 탄성 표면파 디바이스에 이용되는 것이며, 1개소가 편평하게 된 원형으로 형성된다. 이 편평한 부분은 오리엔테이션 플랫(orientation flat; OF)이라고 불리는 부분이며, 탄성 표면파 디바이스의 제조 공정에서 여러 가지 조작을 수행할 때의 웨이퍼 위치나 방향의 검출 등에 이용된다. 본 실시예의 복합 기판(10)은 탄성 표면파를 전파시킬 수 있는 탄탈산리튬(LT)으로 이루어지는 압전 기판(12)과, 방위 (111)면에서 압전 기판(12)에 접합된 실리콘으로 이루어지는 지지 기판(14)과, 양 기판(12, 14)을 접합하는 접착층(16)을 구비한다. 압전 기판(12)은 직경이 100 ㎜, 두께가 30 ㎛, 열팽창 계수가 16.1 ppm/K이다. 이 압전 기판(12)은 탄성 표면파의 전파 방향인 X축을 중심으로 Y축으로부터 Z축으로 42°회전한 42°Y 커트 X 전파 LT 기판이다. 지지 기판(14)은 직경이 100 ㎜, 두께가 350 ㎛, 열팽창 계수가 3 ppm/K이다. 따라서, 양자의 열팽창 계수차는 13.1 ppm/K이다. 접착층(16)은 열경화성의 에폭시 수지 접착제가 고화된 것이며, 두께가 0.3 ㎛이다.1 is a perspective view of a composite substrate 10 of this embodiment. This composite substrate 10 is used for a surface acoustic wave device, and is formed into a circle in which one portion is flat. This flat portion is a portion referred to as an orientation flat (OF), and is used for detecting the position and direction of a wafer when performing various operations in a manufacturing process of a surface acoustic wave device. The composite substrate 10 of this embodiment includes a piezoelectric substrate 12 made of lithium tantalate (LT) capable of propagating a surface acoustic wave and a support substrate 12 made of silicon bonded to the piezoelectric substrate 12 in the orientation (111) (14) and an adhesive layer (16) for joining both the substrates (12, 14). The piezoelectric substrate 12 has a diameter of 100 mm, a thickness of 30 占 퐉 and a thermal expansion coefficient of 16.1 ppm / K. This piezoelectric substrate 12 is a 42 ° Y-cut X-propagation LT substrate rotated 42 ° from the Y-axis to the Z-axis about the X-axis, which is the propagation direction of surface acoustic waves. The supporting substrate 14 has a diameter of 100 mm, a thickness of 350 占 퐉 and a thermal expansion coefficient of 3 ppm / K. Therefore, the difference in thermal expansion coefficient between them is 13.1 ppm / K. The adhesive layer 16 is formed by solidifying a thermosetting epoxy resin adhesive and has a thickness of 0.3 占 퐉.

이러한 복합 기판(10)의 제조 방법에 대해, 도 2를 이용하여 이하에 설명한다. 도 2는 복합 기판(10)의 제조 공정을 모식적으로 도시하는 설명도(단면도)이다. 먼저, 지지 기판(14)으로서, OF를 가지며, 직경이 100 ㎜, 두께가 350 ㎛, 면 방위가 (111)인 실리콘 기판을 준비하였다. 또한, 연마 전의 압전 기판(22)으로서, OF를 가지며, 직경이 100 ㎜, 두께가 250 ㎛인 42°Y 커트 X 전파 LT 기판을 준비하였다[도 2의 (a) 참조]. 계속해서, 압전 기판(22)의 이면에 스핀 코트로 열경화성 에폭시 수지 접착제(26)를 도포하여, 지지 기판(14)의 표면에 중첩시킨 후 180℃에서 가열함으로써 에폭시 수지 접착제(26)를 경화시켜, 접합 기판(연마 전 복합 기판)(20)을 얻었다. 이 접합 기판(20)의 접착층(16)은 에폭시 수지 접착제(26)가 고화되어 생긴 것이다[도 2의 (b) 참조]. 이때의 접착층(16)의 두께는 0.3 ㎛였다.A method of manufacturing such composite substrate 10 will be described below with reference to Fig. 2 is an explanatory diagram (cross-sectional view) schematically showing a manufacturing process of the composite substrate 10. First, as a support substrate 14, a silicon substrate having OF, a diameter of 100 mm, a thickness of 350 m, and a plane orientation of (111) was prepared. As a piezoelectric substrate 22 before polishing, a 42 ° Y-cut X-propagating LT substrate having a diameter of 100 mm and a thickness of 250 탆 was prepared (see Fig. 2 (a)). Subsequently, the back surface of the piezoelectric substrate 22 is coated with a thermosetting epoxy resin adhesive 26 by a spin coat, superposed on the surface of the support substrate 14, and then heated at 180 캜 to cure the epoxy resin adhesive 26 , And a bonded substrate (pre-polishing composite substrate) 20 were obtained. The adhesive layer 16 of the bonded substrate stack 20 is formed by solidifying the epoxy resin adhesive 26 (see Fig. 2 (b)). The thickness of the adhesive layer 16 at this time was 0.3 mu m.

계속해서, 연마기로 압전 기판(22)의 두께가 30 ㎛가 될 때까지 연마하였다[도 2의 (c) 참조]. 연마기로서는, 먼저 압전 기판(22)의 두께를 얇게 하고, 그 후 경면 연마를 수행하는 것을 이용하였다. 두께를 얇게 할 때에는, 연마 정반(定盤)과 압력판(pressure plate) 사이에 접합 기판(20)을 끼우고, 그 접합 기판(20)과 연마 정반 사이에, 연마 지립(砥粒)을 포함하는 슬러리를 공급하며, 이 압력판에 의해 접합 기판(20)을 정반면에 밀어붙이면서 압력판에 자전 운동을 부여하여 연마하는 것을 이용하였다. 계속해서, 경면 연마할 때에는, 연마 정반을 표면에 패드가 부착된 것으로 하고 연마 지립을 번수(番手)가 높은 것으로 변경하며, 압력판에 자전 운동 및 공전 운동을 부여함으로써, 압전 기판(22)의 표면을 경면 연마하였다. 먼저, 접합 기판(20)의 압전 기판(22)의 표면을 정반면에 밀어붙이고, 자전 운동의 회전 속도를 100 rpm, 연마를 계속하는 시간을 60분으로 하여 연마하였다. 계속해서, 연마 정반을 표면에 패드가 부착된 것으로 하고 연마 지립을 번수가 높은 것으로 변경하며, 접합 기판(20)을 정반면에 밀어붙이는 압력을 0.2 ㎫, 자전 운동의 회전 속도를 100 rpm, 공전 운동의 회전 속도를 100 rpm, 연마를 계속하는 시간을 60분으로 하여 경면 연마하였다. 이 결과, 연마 전의 압전 기판(22)이 연마 후의 압전 기판(12)이 되어, 복합 기판(10)이 완성되었다.Subsequently, the piezoelectric substrate 22 was polished with a polishing machine until the thickness of the piezoelectric substrate 22 became 30 占 퐉 (see Fig. 2 (c)). As the polishing machine, first, the thickness of the piezoelectric substrate 22 was made thinner, and then the mirror polishing was performed. When the thickness is reduced, the bonded substrate stack 20 is sandwiched between a polishing plate and a pressure plate, and a gap between the bonded substrate stack 20 and the polishing platen, The slurry was supplied, and the pressure plate was rotated by applying rotational motion while pushing the bonded substrate stack 20 by the pressure plate. Subsequently, when mirror polishing is carried out, the abrasive platen is changed to a high number of abrasive grains by attaching a pad to the surface of the abrasive platen, and rotational motion and revolving motion are imparted to the pressure plate, Were mirror-polished. First, the surface of the piezoelectric substrate 22 of the bonded substrate stack 20 was polished by pushing the surface of the piezoelectric substrate 22 in the forward direction, and the rotating speed of the rotating motion was 100 rpm, and the time of continuing the polishing was 60 minutes. Subsequently, the abrasive plate was changed to a high number of abrasive grains with the pad adhered to the surface. The pressure to push the bonded substrate 20 to the positive side was 0.2 MPa, the rotating speed of the rotating motion was 100 rpm, The rotational speed of the motion was 100 rpm, and the polishing time was 60 minutes. As a result, the piezoelectric substrate 22 before polishing became the piezoelectric substrate 12 after polishing, and the composite substrate 10 was completed.

복합 기판(10)은, 이 후, 일반적인 포토리소그래피 기술을 이용하여, 다수의 탄성 표면파 디바이스의 집합체로 한 후, 다이싱에 의해 개개의 탄성 표면파 디바이스(30)로 절단된다. 이때의 양태를 도 3에 도시한다. 탄성 표면파 디바이스(30)는 포토리소그래피 기술에 의해, 압전 기판(12)의 표면에 IDT 전극(32, 34)과 반사 전극(36)이 형성된 것이다. 얻어진 탄성 표면파 디바이스(30)는 다음과 같은 방식으로 프린트 배선 기판(60)에 실장된다. 즉, 도 4에 도시하는 바와 같이, IDT 전극(32, 34)과 세라믹 기판(40)의 패드(42, 44)를 금볼(46, 48)을 통해 접속한 후, 이 세라믹 기판(40) 상에서 수지(50)에 의해 봉입한다. 그리고, 그 세라믹 기판(40)의 이면에 설치된 전극(52, 54)과 프린트 배선 기판(60)의 패드(62, 64)와의 사이에 무납 납땜 페이스트를 개재시킨 후, 리플로우 공정에서 프린트 배선 기판(60)에 실장된다. 또, 도 4에는, 납땜 페이스트가 용융·재고화된 후의 땜납(66, 68)을 도시하였다. The composite substrate 10 is then cut into individual surface acoustic wave devices 30 by dicing after forming a plurality of surface acoustic wave devices in an aggregate by using a general photolithography technique. This embodiment is shown in Fig. The surface acoustic wave device 30 has IDT electrodes 32 and 34 and a reflective electrode 36 formed on the surface of the piezoelectric substrate 12 by photolithography. The obtained surface acoustic wave device 30 is mounted on the printed wiring board 60 in the following manner. 4, the IDT electrodes 32 and 34 and the pads 42 and 44 of the ceramic substrate 40 are connected via the gold balls 46 and 48, and then, on the ceramic substrate 40 And is sealed by the resin (50). A lead-free solder paste is interposed between the electrodes 52 and 54 provided on the back surface of the ceramic substrate 40 and the pads 62 and 64 of the printed wiring board 60, (Not shown). In Fig. 4, the solder 66, 68 is shown after the solder paste has been melted and stocked.

또, 복합 기판(10)으로부터, 탄성 표면파 디바이스(30) 대신에, 도 5의 (a)에 도시하는 램파 소자(70)를 제작할 수도 있다. 램파 소자(70)는, 압전 기판(12)의 표면에 IDT 전극(72)을 가지며, 지지 기판(14)에 캐비티(74)를 형성하여 압전 기판(12)의 이면을 노출시킨 구조를 갖는다. 이러한 램파 소자(70)는 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이 압전 기판(12)의 이면에 알루미늄제의 금속막(76)을 가질 수도 있다. 이 경우에는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 압전 기판(12)의 이면에 금속막(76)을 갖는 복합 기판(80)을 이용하게 된다. 이 복합 기판(80)은 전술한 복합 기판(10)의 제조 방법(도 2)에 있어서, 압전 기판(12) 대신에 이면에 금속막(76)을 갖는 압전 기판(12)을 이용하면 제조할 수 있다. The Lamb wave device 70 shown in FIG. 5A may be formed from the composite substrate 10 instead of the surface acoustic wave device 30. FIG. The Lamb wave element 70 has a structure in which the IDT electrode 72 is provided on the surface of the piezoelectric substrate 12 and the cavity 74 is formed in the supporting substrate 14 to expose the back surface of the piezoelectric substrate 12. The Lamb wave element 70 may have a metal film 76 made of aluminum on the back surface of the piezoelectric substrate 12 as shown in FIG. 5 (b). In this case, as shown in Fig. 6, the composite substrate 80 having the metal film 76 on the back surface of the piezoelectric substrate 12 is used. This composite substrate 80 can be manufactured by using a piezoelectric substrate 12 having a metal film 76 on its back surface in place of the piezoelectric substrate 12 in the above-described manufacturing method (FIG. 2) of the composite substrate 10 .

또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 도 5의 (a)와 동일한 구조로, 전극만 압전 기판(12)의 표면 및 이면에 형성된 박막 공진기(90)에도 도 6에 도시하는 복합 기판(80)을 적용할 수 있다. 7, the thin film resonator 90 formed only on the front and back surfaces of the piezoelectric substrate 12 has the same structure as that of FIG. 5 (a) Can be applied.

또한, 도 8에 도시하는 박막 공진기(100)를 작성할 수도 있다. 박막 공진기(100)는, 압전 기판(12)의 표면에 전극(102)을 가지며, 지지 기판(14)과 압전 기판(12)의 이면 전극으로서의 역할을 수행하는 금속막(76)과의 사이에 캐비티(104)를 형성한 구조를 갖는다. 캐비티(104)는 절연막(106)과 접착층(16)을 산성액(예컨대, 불질산, 불산 등)으로 에칭하여 얻어진다. 또한, 절연막(106)의 재질로서는, 예컨대 이산화규소나 인실리카글래스, 붕소인실리카글래스 등을 들 수 있다. 여기서는 이산화규소를 이용하는 것으로 한다. 또한, 절연막(106)의 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 0.1 ㎛∼2 ㎛이다. 이 박막 공진기(100)는 도 9에 도시하는 바와 같이, 압전 기판(12)의 이면에 금속막(76) 및 절연막(106)을 갖는 복합 기판(110)을 이용하여 제조할 수 있다.The thin film resonator 100 shown in Fig. 8 can also be fabricated. The thin film resonator 100 has an electrode 102 on a surface of a piezoelectric substrate 12 and is provided between a support substrate 14 and a metal film 76 serving as a back electrode of the piezoelectric substrate 12 And has a structure in which a cavity 104 is formed. The cavity 104 is obtained by etching the insulating film 106 and the adhesive layer 16 with an acidic liquid (e.g., hydrofluoric acid, hydrofluoric acid, or the like). As the material of the insulating film 106, silicon dioxide, silicate glass, boron-containing silica glass, and the like can be given. Here, silicon dioxide is used. The thickness of the insulating film 106 is not particularly limited, but is 0.1 mu m to 2 mu m. This thin film resonator 100 can be manufactured by using a composite substrate 110 having a metal film 76 and an insulating film 106 on the back surface of the piezoelectric substrate 12 as shown in Fig.

[비교예 1][Comparative Example 1]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (100)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 제작하였다.A composite substrate 10 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a silicon substrate having a plane orientation of 100 was used as the support substrate 14.

[비교예 2][Comparative Example 2]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (110)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 제작하였다. A composite substrate 10 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a silicon substrate having a plane orientation of 110 was used as the support substrate 14.

[내열성 평가 1][Heat resistance evaluation 1]

실시예 1 및 비교예 1, 2의 복합 기판(10)에 대해, 가열로에 넣어 280℃까지 승온했을 때의 양태를 조사하였다. 그러한 결과, 실시예 1의 복합 기판(10)에서는, 280℃까지 압전 기판(12)에도 지지 기판(14)에도 균열이 발생하지 않았다. 한편, 비교예 1의 복합 기판(10)에서는, 200℃부터 OF에 대해 거의 평행 방향으로 압전 기판(12)의 균열이 발생하고, 280℃에서는 압전 기판(12)의 거의 전체 면에 균열이 발생하였다. 또한, 비교예 2의 복합 기판(10)에서는, 250℃부터 OF에 대해 거의 평행 방향으로 압전 기판(12)의 균열이 발생하고, 280℃에서는 압전 기판(12)의 거의 전체 면에 균열이 발생하였다. 이러한 점에서, 실시예 1의 복합 기판(10)은 비교예 1, 2와 비교해서 현격히 내열성이 높은 것을 알 수 있다.The composite substrate 10 of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was heated in a heating furnace and heated to 280 DEG C to examine the mode. As a result, in the composite substrate 10 of Example 1, the piezoelectric substrate 12 and the supporting substrate 14 did not crack up to 280 占 폚. On the other hand, in the composite substrate 10 of the comparative example 1, the piezoelectric substrate 12 cracks in a direction substantially parallel to OF from 200 DEG C, and cracks are generated on almost the entire surface of the piezoelectric substrate 12 at 280 DEG C Respectively. Further, in the composite substrate 10 of Comparative Example 2, the piezoelectric substrate 12 cracks in a direction substantially parallel to OF from 250 DEG C, and cracks are generated on almost the entire surface of the piezoelectric substrate 12 at 280 DEG C Respectively. In this respect, it can be seen that the composite substrate 10 of Example 1 has remarkably high heat resistance as compared with Comparative Examples 1 and 2.

[실시예 2][Example 2]

지지 기판(14)이 두께 250 ㎛이고, 접착층(16)이 에폭시 수지 접착제(26) 대신에 아크릴 수지 접착제를 고화하여 만들어진 두께 0.6 ㎛의 층인 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 100장 제작하였다.Except that the support substrate 14 is 250 占 퐉 thick and the adhesive layer 16 is a layer of 0.6 占 퐉 thickness formed by solidifying an acrylic resin adhesive instead of the epoxy resin adhesive 26, .

[비교예 3][Comparative Example 3]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (100)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 2, except that a silicon substrate having a plane orientation of (100) was used as the support substrate 14.

[비교예 4][Comparative Example 4]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (110)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 2, except that a silicon substrate having a plane orientation of 110 was used as the support substrate 14.

[내열성 평가 2][Heat resistance evaluation 2]

실시예 2 및 비교예 3, 4의 복합 기판(10)에 있어서, 제작된 전부에서 균열은 발생하지 않았다. 이들 복합 기판(10)을 가열로에 넣어 280℃까지 승온하고, 그 후 1시간에 걸쳐 280℃에서 가열 처리하였다. 그러한 결과, 실시예 2의 복합 기판(10)에서는 압전 기판(12)에도 지지 기판(14)에도 균열이나 크랙은 발생하지 않았다. 한편, 비교예 3의 복합 기판(10)에서는, 50장 전부에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 또한, 비교예 4의 복합 기판(10)에서는, 50장 중 35장에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 이러한 점에서, 실시예 2의 복합 기판(10)은 비교예 3, 4와 비교해서 현격히 내열성이 높은 것을 알 수 있다.In the composite substrate 10 of Example 2 and Comparative Examples 3 and 4, cracks did not occur in all the fabricated substrates. These composite substrates 10 were placed in a heating furnace and heated to 280 DEG C, and then heated at 280 DEG C for 1 hour. As a result, no cracks or cracks were generated on the piezoelectric substrate 12 or the support substrate 14 in the composite substrate 10 of the second embodiment. On the other hand, in the composite substrate 10 of Comparative Example 3, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 with respect to all 50 sheets. Further, in the composite substrate 10 of Comparative Example 4, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 with respect to 35 of 50 sheets. In this regard, it can be seen that the composite substrate 10 of Example 2 has a significantly higher heat resistance than Comparative Examples 3 and 4.

[실시예 3][Example 3]

지지 기판(14)이 두께 200 ㎛이고, 압전 기판(12)이 두께 20 ㎛이며, 접착층(16)이 에폭시 수지 접착제(26) 대신에 아크릴 수지 접착제를 고화하여 만들어진 두께 0.6 ㎛의 층인 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 100장 제작하였다.Except that the support substrate 14 has a thickness of 200 占 퐉 and the piezoelectric substrate 12 has a thickness of 20 占 퐉 and the adhesive layer 16 has a thickness of 0.6 占 퐉 formed by solidifying an acrylic resin adhesive instead of the epoxy resin adhesive 26 In the same manner as in Example 1, 100 composite substrates 10 were produced.

[비교예 5][Comparative Example 5]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (100)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다.50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 3, except that a silicon substrate having a plane orientation of (100) was used as the support substrate 14.

[비교예 6][Comparative Example 6]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (110)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다.50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 3, except that a silicon substrate having a plane orientation of 110 was used as the support substrate 14.

[내열성 평가 3][Heat resistance evaluation 3]

실시예 3 및 비교예 5, 6의 복합 기판(10)에 있어서, 제작된 전부에서 균열은 발생하지 않았다. 이들 복합 기판(10)을 가열로에 넣어 280℃까지 승온하고, 그 후 1시간에 걸쳐 280℃에서 가열 처리하였다. 그러한 결과, 실시예 3의 복합 기판(10)에서는 압전 기판(12)에도 지지 기판(14)에도 균열이나 크랙은 발생하지 않았다. 한편, 비교예 5의 복합 기판(10)에서는, 50장 전부에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 또한, 비교예 6의 복합 기판(10)에서는, 50장 중 40장에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 이러한 점에서, 실시예 3의 복합 기판(10)은 비교예 5, 6과 비교해서 현격히 내열성이 높은 것을 알 수 있다.In the composite substrate 10 of Example 3 and Comparative Examples 5 and 6, cracks did not occur in all the fabricated substrates. These composite substrates 10 were placed in a heating furnace and heated to 280 DEG C, and then heated at 280 DEG C for 1 hour. As a result, in the composite substrate 10 of the third embodiment, neither the piezoelectric substrate 12 nor the supporting substrate 14 was cracked or cracked. On the other hand, in the composite substrate 10 of Comparative Example 5, cracks or cracks occurred in the piezoelectric substrate 12 with respect to all 50 sheets. Further, in the composite substrate 10 of Comparative Example 6, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 with respect to 40 out of 50 sheets. In this respect, it can be seen that the composite substrate 10 of Example 3 has remarkably high heat resistance as compared with Comparative Examples 5 and 6.

[실시예 4][Example 4]

압전 기판(12)이 36°Y 커트 X 전파 LT 기판이고, 접착층(16)이 에폭시 수지 접착제(26) 대신에 아크릴 수지 접착제를 고화하여 만들어진 두께 0.6 ㎛의 층인 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 100장 제작하였다. Except that the piezoelectric substrate 12 was a 36 占 Y cut X propagation LT substrate and the adhesive layer 16 was a layer having a thickness of 0.6 占 퐉 formed by solidifying an acrylic resin adhesive instead of the epoxy resin adhesive 26, 100 composite substrates 10 were produced.

[비교예 7][Comparative Example 7]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (100)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 4 except that a silicon substrate having a plane orientation of (100) was used as the support substrate 14.

[비교예 8][Comparative Example 8]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (110)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 4와 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 4 except that a silicon substrate having a face orientation of 110 was used as the support substrate 14. [

[내열성 평가 4][Heat resistance evaluation 4]

실시예 4 및 비교예 7, 8의 복합 기판(10)에 있어서, 제작된 전부에서 균열은 발생하지 않았다. 이들 복합 기판(10)을 가열로에 넣어 280℃까지 승온하고, 그 후 1시간에 걸쳐 280℃에서 가열 처리하였다. 그러한 결과, 실시예 4의 복합 기판(10)에서는 압전 기판(12)에도 지지 기판(14)에도 균열이나 크랙은 발생하지 않았다. 한편, 비교예 7의 복합 기판(10)에서는, 50장 전부에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 또한, 비교예 8의 복합 기판(10)에서는, 50장 중 32장에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 이러한 점에서, 실시예 4의 복합 기판(10)은 비교예 7, 8과 비교해서 현격히 내열성이 높은 것을 알 수 있다. In the composite substrate 10 of Example 4 and Comparative Examples 7 and 8, cracks did not occur in all of the manufactured substrates. These composite substrates 10 were placed in a heating furnace and heated to 280 DEG C, and then heated at 280 DEG C for 1 hour. As a result, no cracks or cracks were generated on the piezoelectric substrate 12 or the support substrate 14 in the composite substrate 10 of the fourth embodiment. On the other hand, in the composite substrate 10 of Comparative Example 7, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 for all 50 sheets. Further, in the composite substrate 10 of Comparative Example 8, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 for 32 out of 50 sheets. In this respect, it can be seen that the composite substrate 10 of Example 4 has significantly higher heat resistance than Comparative Examples 7 and 8.

[실시예 5][Example 5]

압전 기판(12)이 47°Y 커트 X 전파 LT 기판이고, 접착층(16)이 에폭시 수지 접착제(26) 대신에 아크릴 수지 접착제를 고화하여 만들어진 두께 0.6 ㎛의 층인 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 100장 제작하였다. Except that the piezoelectric substrate 12 was a 47 占 Y cut X propagation LT substrate and the adhesive layer 16 was a layer having a thickness of 0.6 占 퐉 formed by solidifying an acrylic resin adhesive instead of the epoxy resin adhesive 26, 100 composite substrates 10 were produced.

[비교예 9][Comparative Example 9]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (100)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 5 except that a silicon substrate having a face orientation of (100) was used as the support substrate 14.

[비교예 10][Comparative Example 10]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (110)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 5 except that a silicon substrate having a face orientation of 110 was used as the support substrate 14.

[내열성 평가 5][Heat resistance evaluation 5]

실시예 5 및 비교예 9, 10의 복합 기판(10)에 있어서, 제작된 전부에서 균열은 발생하지 않았다. 이들 복합 기판(10)을 가열로에 넣어 280℃까지 승온하고, 그 후 1시간에 걸쳐 280℃에서 가열 처리하였다. 그러한 결과, 실시예 5의 복합 기판(10)에서는 압전 기판(12)에도 지지 기판(14)에도 균열이나 크랙은 발생하지 않았다. 한편, 비교예 8의 복합 기판(10)에서는, 50장 전부에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 또한, 비교예 10의 복합 기판(10)에서는, 50장 중 38장에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 이러한 점에서, 실시예 5의 복합 기판(10)은 비교예 9, 10과 비교해서 현격히 내열성이 높은 것을 알 수 있다.In the composite substrate 10 of Example 5 and Comparative Examples 9 and 10, cracks did not occur in all of the fabricated substrates. These composite substrates 10 were placed in a heating furnace and heated to 280 DEG C, and then heated at 280 DEG C for 1 hour. As a result, in the composite substrate 10 of Example 5, neither the piezoelectric substrate 12 nor the supporting substrate 14 was cracked or cracked. On the other hand, in the composite substrate 10 of Comparative Example 8, cracks or cracks occurred in the piezoelectric substrate 12 with respect to all 50 sheets. In the composite substrate 10 of Comparative Example 10, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 for 38 of 50 sheets. In this respect, it can be seen that the composite substrate 10 of Example 5 has remarkably higher heat resistance than Comparative Examples 9 and 10.

[실시예 6][Example 6]

압전 기판(12)이 64°Y 커트 X 전파 LN 기판이고, 접착층(16)이 에폭시 수지 접착제(26) 대신에 아크릴 수지 접착제를 고화하여 만들어진 두께 0.6 ㎛의 층인 점 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 100장 제작하였다. Except that the piezoelectric substrate 12 was a 64 占 Y cut X propagation LN substrate and the adhesive layer 16 was a layer having a thickness of 0.6 占 퐉 formed by solidifying an acrylic resin adhesive instead of the epoxy resin adhesive 26, 100 composite substrates 10 were produced.

[비교예 11][Comparative Example 11]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (100)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다.50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 6 except that a silicon substrate having a plane orientation of 100 was used as the support substrate 14. [

[비교예 12][Comparative Example 12]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (110)인 실리콘 기판을 이용한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 6 except that a silicon substrate having a plane orientation of (110) was used as the support substrate 14.

[내열성 평가 6][Heat resistance evaluation 6]

실시예 6 및 비교예 11, 12의 복합 기판(10)에 있어서, 제작된 전부에서 균열은 발생하지 않았다. 이들 복합 기판(10)을 가열로에 넣어 280℃까지 승온하고, 그 후 1시간에 걸쳐 280℃에서 가열 처리하였다. 그러한 결과, 실시예 6의 복합 기판(10)에서는 압전 기판(12)에도 지지 기판(14)에도 균열이나 크랙은 발생하지 않았다. 한편, 비교예 11의 복합 기판(10)에서는, 50장 전부에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 또한, 비교예 12의 복합 기판(10)에서는, 50장 중 40장에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 이러한 점에서, 실시예 6의 복합 기판(10)은 비교예 11, 12와 비교해서 현격히 내열성이 높은 것을 알 수 있다.In the composite substrate 10 of Example 6 and Comparative Examples 11 and 12, cracks did not occur in all of the manufactured substrates. These composite substrates 10 were placed in a heating furnace and heated to 280 DEG C, and then heated at 280 DEG C for 1 hour. As a result, in the composite substrate 10 of Example 6, neither the piezoelectric substrate 12 nor the supporting substrate 14 was cracked or cracked. On the other hand, in the composite substrate 10 of Comparative Example 11, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 with respect to all 50 sheets. In the composite substrate 10 of Comparative Example 12, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 with respect to 40 out of 50 sheets. In this respect, it can be seen that the composite substrate 10 of Example 6 has remarkably high heat resistance as compared with Comparative Examples 11 and 12.

[실시예 7][Example 7]

실시예 6과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. In the same manner as in Example 6, 50 composite substrates 10 were produced.

[비교예 13][Comparative Example 13]

지지 기판(14)으로서, 면 방위가 (111)인 실리콘 기판 상에 열처리에 의해 두께 0.5 ㎛의 SiO2층이 부착된 실리콘 기판을 사용하고, 접착층(16)으로 지지 기판(14)과 압전 기판(12)을 접합하는 대신에 진공 내에서 접합면인 압전 기판(12)의 이면과 SiO2층의 표면에 Ar 비활성 가스를 조사함으로써 압전 기판(12)과 지지 기판(14)을 직접 접합한 것 이외에는 실시예 7과 동일하게 하여 복합 기판(10)을 50장 제작하였다. A silicon substrate having an SiO 2 layer having a thickness of 0.5 탆 was attached by heat treatment to a silicon substrate having a plane orientation of (111) as the supporting substrate 14, and a supporting substrate 14 and a piezoelectric substrate The piezoelectric substrate 12 and the support substrate 14 are directly bonded to each other by irradiating Ar inert gas to the back surface of the piezoelectric substrate 12 and the surface of the SiO 2 layer as bonding surfaces in a vacuum instead of bonding the piezoelectric substrate 12 and the supporting substrate 12 In addition, 50 composite substrates 10 were produced in the same manner as in Example 7.

[내열성 평가 7][Heat resistance evaluation 7]

실시예 7 및 비교예 13의 복합 기판(10)에 있어서, 제작된 전부에서 균열은 발생하지 않았다. 이들 복합 기판(10)을 가열로에 넣어 300℃까지 승온하고, 그 후 1시간에 걸쳐 300℃에서 가열 처리하였다. 그러한 결과, 실시예 7의 복합 기판(10)에서는 압전 기판(12)에도 지지 기판(14)에도 균열이나 크랙은 발생하지 않았다. 한편, 비교예 13의 복합 기판(10)에서는, 50장 전부에 대해 압전 기판(12)에 균열 또는 크랙이 발생하였다. 이러한 점에서, 실시예 7의 복합 기판(10)은 비교예 13과 비교해서 현격히 내열성이 높은 것을 알 수 있다. In the composite substrate 10 of Example 7 and Comparative Example 13, cracks did not occur in all of the manufactured substrates. These composite substrates 10 were put in a heating furnace, heated to 300 캜, and then heated at 300 캜 for 1 hour. As a result, in the composite substrate 10 of Example 7, neither the piezoelectric substrate 12 nor the supporting substrate 14 was cracked or cracked. On the other hand, in the composite substrate 10 of Comparative Example 13, cracks or cracks were generated in the piezoelectric substrate 12 for all 50 sheets. From this point, it can be seen that the composite substrate 10 of Example 7 has remarkably high heat resistance as compared with Comparative Example 13.

10, 80, 110: 복합 기판 12: 압전 기판
14: 지지 기판 16: 접착층
20: 접합 기판(연마 전 복합 기판) 22: 압전 기판(연마 전)
26: 에폭시 수지 접착제 30: 탄성 표면파 디바이스
32, 34: IDT 전극 36: 반사 전극
40: 세라믹 기판 42, 44: 패드
46, 48: 금볼 50: 수지
52, 54: 전극 60: 프린트 배선 기판
62, 64: 패드 66, 68: 땜납
70: 램파 소자 72: IDT 전극
74: 캐비티 76: 금속막
90, 100: 박막 공진기 102: 전극
104: 캐비티 106: 절연막10, 80, 110: composite substrate 12: piezoelectric substrate
14: Support substrate 16: Adhesive layer
20: bonded substrate (pre-polishing composite substrate) 22: piezoelectric substrate (before polishing)
26: Epoxy resin adhesive 30: Surface acoustic wave device
32, 34: IDT electrode 36: reflective electrode
40: ceramic substrate 42, 44: pad
46, 48: Gold Ball 50: Resin
52, 54: electrode 60: printed wiring board
62, 64: pad 66, 68: solder
70: Lamb wave element 72: IDT electrode
74: cavity 76: metal film
90, 100: Thin film resonator 102: Electrode
104: cavity 106: insulating film

Claims (10)

탄성파를 전파시킬 수 있는 압전 기판과,
방위 (111)면에서 상기 압전 기판의 이면에 유기 접착층을 통해 접합되고, 그 압전 기판보다 열팽창 계수가 작은 실리콘제의 지지 기판을 구비하고,
상기 지지 기판에 열이 가해졌을 때의 열응력이 XYZ축 방향으로 3등분되어, 하나의 분력이 작아지는 것인 복합 기판. A piezoelectric substrate capable of propagating an elastic wave,
And a support substrate made of silicon having a thermal expansion coefficient lower than that of the piezoelectric substrate, the silicon substrate being bonded to the back surface of the piezoelectric substrate through the organic adhesive layer in the orientation (111)
Wherein a thermal stress when heat is applied to the support substrate is divided into three in the X, Y, and Z axis directions, and one component is reduced. 제1항에 있어서, 상기 압전 기판은 이면에 금속막을 갖는 것인 복합 기판. The composite substrate according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate has a metal film on its back surface. 제1항에 있어서, 상기 압전 기판은 이면에 금속막과 절연막을 갖는 것인 복합 기판. The composite substrate according to claim 1, wherein the piezoelectric substrate has a metal film and an insulating film on the back surface. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 기판과 상기 지지 기판과의 열팽창 계수차는 10 ppm/K 이상인 것인 복합 기판. The composite substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein a difference in thermal expansion coefficient between the piezoelectric substrate and the support substrate is 10 ppm / K or more. 제4항에 있어서, 상기 압전 기판은, 탄탈산리튬, 니오브산리튬, 니오브산리튬-탄탈산리튬 고용체 단결정, 수정 또는 붕산리튬으로 이루어지는 것인 복합 기판. The composite substrate according to claim 4, wherein the piezoelectric substrate is made of lithium tantalate, lithium niobate, lithium niobate lithium tantalate solid solution single crystal, quartz or lithium borate. 제5항에 기재한 복합 기판을 이용하여 형성되는 탄성 표면파 필터. A surface acoustic wave filter formed using the composite substrate according to claim 5. 제5항에 기재한 복합 기판을 이용하여 형성되는 탄성 표면파 공진기. A surface acoustic wave resonator formed using the composite substrate according to claim 5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 기판의 두께는 100∼500 ㎛인 것인 복합 기판.The composite substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the supporting substrate is 100 to 500 占 퐉. 제6항에 있어서, 상기 지지 기판의 두께는 100∼500 ㎛인 것인 탄성 표면파 필터.The surface acoustic wave filter according to claim 6, wherein the thickness of the support substrate is 100 to 500 m. 제7항에 있어서, 상기 지지 기판의 두께는 100∼500 ㎛인 것인 탄성 표면파 공진기.

The surface acoustic wave resonator according to claim 7, wherein the thickness of the supporting substrate is 100 to 500 mu m.

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